Введение 4
1. Теоретическая часть 6
1.1 Физико-химические основы процесса синтеза карбамида 8
1.2 Характеристика сырья и продуктов процесса 14
1.3 Описание технологии получения карбамида 16
ПАО «Тольяттиазот»
1.4 Особенности аппаратурного оформления процесса 18
1.5 Аналитический контроль процесса 24
2. Исследовательская часть 25
2.1 Патентный поиск 25
2.2 Предлагаемый способ модернизации 28
3. Расчетная часть 29
3.1 Материальный баланс проектного реактора 29
3.2 Тепловой баланс процесса 35
3.3 Расчет основных размеров реактора синтеза карбамида 39
3.4 Прочностной расчет реактора 41
Заключение 44
Список используемых источников 45
Аннотация. Введение.
Целью представленной бакалаврской работы является оптимизация работы узла синтеза установки карбамида ПАО «Тольяттиазот».
Задачи работы:
1) рассмотреть существующих способов получения карбамида;
2) изучить физико-химических закономерностей процесса получения карбамида, реализуемого на установке ПАО «Тольяттиазот»;
3) описать технологическую схему процесса синтеза карбамида ПАО «Тольяттиазот»;
4) рассмотреть применяемое в промышленности оборудование для реализации в процессе;
5) осуществить патентный поиск по конструкциям реактора синтеза карбамида;
6) предложить способ модернизации существующего реактора синтеза карбамида;
7) произвести расчеты материального и теплового балансов процесса;
8) произвести прочностной расчет реактора.
Предложена возможность оптимизации узла синтеза карбамида на предприятии ПАО «Тольяттиазот».
Рассматриваются физико-химические закономерности процесса получения карбамида. На установке ПАО «Тольяттиазот» синтез осуществляется при температуре 180-190оС, давлении 14-16 МПа и соотношении аммиак: диоксид углерода 2,95-4. Конверсия диоксида составляет не менее 60%.
Представлено описание технологической схемы процесса. Рассмотрены основные конструкции реактора синтеза карбамида. Действующий реактор представляет собой вертикальный аппарат высокого давления с П-образными тарелками. Количество тарелок 14 штук.
Предложена замена П-образных тарелок реактора на высокоэффективные чашеобразные. Предложенная конструкция отличается улучшенными показателями массо- и теплообмена за счет выполнения чашками тарелок функции реактора идеального смешения.
Рассчитаны материальный и тепловой балансы проектируемого реактора синтеза карбамида. Что позволит увеличить конверсию диоксида углерода на 5 %.
Произведен прочностной и конструкционный расчеты реактора. Вычислена минимальная толщина стенки реактора, максимальное отверстие для установки штуцеров. Рассчитанные размеры аппарата синтеза карбамида соответствуют размерам действующего реактора. Следовательно, замена аппарата не требуется.
